《公路工程水泥混凝土外加剂与掺和料应用技术指南》(交工便字[.doc
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1、中华人民共和国交通部 交公便字200602号 关于公布公路工程抗冻设计与施工技术指南、公路工程水泥混凝土 外加剂与掺合料应用技术指南与公路土钉支护技术指南的函 各有关单位: 为提高公路工程质量及耐久性,促进新技术、新材料、新工艺在公路建设中的应用,及时指导工程实践,我司组织编制了公路工程抗冻设计与施工技术指南、公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南与公路土钉支护技术指南,作为公路工程技术指南,予以公布。 指南作为参考性的技术资料,为相关工程技术人员提供技术参考。各地参考使用时,要本着对工程质量负责的原则,结合当地实际情况,灵活运用。 公路工程抗冻设计与施工技术指南、公路工程水泥混凝土外加
2、剂与掺合料应用技术指南、公路土钉支护技术指南分别由吉林省交通厅、交通部公路科学研究院、长沙理工大学主编和解释,如有问题,请与各主编单位联系,联系方式如下: 吉林省交通厅:长春市解放大路2518号,130021,电话:0431-5917293。 交通部公路科学研究院:北京市西土城路8号,100088,电话:010-62079687。 长沙理工大学:长沙市天心区赤岭路45号,410076,电话:0731-5219011。 特此函告。 交通部公路司 二OO六年一月五日 前 言 随着我国公路基础设施建设的加快,对应用于公路工程中的水泥混凝土提出了更高的要求。为适应这一要求,目前在公路工程的水泥混凝土中
3、已大量使用混凝土外加剂与掺合料。为指导混凝土外加剂与掺合料的工程应用,提高公路工程使用外加剂与掺合料的技术水平,根据交通部公路司(交公路发1999739号)关于下达1999年度公路建设标准、规范、定额等编制、修订工作计划的通知,编制公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术规范,又依据交通部公路司(交公便字2002125号)关于印发(公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术规范)审查会议纪要的函,将规范改称为指南,并由中国工程建设公路标准化协会公路工程委员会颁布,作为推荐性行业标准。 本指南结合公路混凝土工程的特点,总结以往公路工程实践中使用外加剂与掺合料的成功经验,对最常用的10类19种外加剂
4、和4类掺合料,从主要品种、适用范围、性能指标、施工注意事项、检验要求、质量监控等各环节做出了必要的规定,使混凝土工程在设计、施工、监理、监督各环节均有章可循。目的在于防止外加剂和掺合料应用不当而导致公路混凝土工程出现质量事故和返工,有效地提高和保障公路水泥混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土结构工程的质量。 本指南为首次编制,使用时应结合当地具体情况,不断总结经验,研究出现的问题,注意吸收国内外最新的成果和经验,使这项应用技术得以不断完善、进步和发展。对本指南在使用过程中发现的问题和修改建议,请随时函告交通部公路科学研究院(地址:北京西土城路8号,邮政编码:100088),以便今后修订时参考。 主
5、编单位:交通部公路科学研究院 参编单位:南京水利科学研究院 主要起草人:傅 智 张子华 张劲泉 林宝玉 赵尚传 罗 翥 王大鹏 杜天玲 总校人员:曾沛霖 顾敏浩 廉慧珍 目 录 1总则1 2术语5 2.1外加剂5 2.2基本术语7 2.3性能术语8 2.4掺合料 ?0 2.5水泥及混凝土 12 3基本规定 15 4外加剂 21 4.1一般规定 21 4.2普通减水剂及高效减水剂 32 4.3引气剂、引气减水剂、引气高效减水剂及引气缓凝高效减水剂 36 4.4缓凝剂、高温缓凝剂、缓凝减水剂及缓凝高效减水剂 43 4.5早强剂、早强减水剂及早强高效减水剂 46 4.6防冻剂 52 4.7泵送剂 6
6、1 4.8防水剂 69 4.9速凝剂 79 4.10阻锈剂 90 4.11水中抗分离剂 97 5掺合料102 5.1粉煤灰102 5.2硅灰109 5.3磨细矿渣112 5.4膨胀剂114 附录A 混凝土碱总量计算和外加剂碱含量测定方法122 附录B 混凝土外加剂试验方法和检验规则126 附录C 外加剂性能检验用基准水泥技术条件133 附录D 外加剂对水泥的适应性检验方法135 附录E 钢筋锈蚀快速试验方法137 附录F 掺外加剂、掺合料混凝土配合比设计附录142 附录G 防冻剂试验方法148 附录H 泵送剂试验方法151 附录I 泵送混凝土154 附录J 防水剂试验方法158 附录K 喷射混
7、凝土及其试验方法163 附录L 阻锈剂防锈性能试验方法170 附录M 水中抗分离剂试验方法176 附录P 粉煤灰检验方法180 附录Q 矿物掺合料胶砂需水量比及活性指数检测方法 183 附录R 掺膨胀剂混凝土试验方法185 附录S 本指南用词说明189 1 总 则 101 目的 为在公路工程水泥混凝土结构中合理选择和正确使用各类化学外加剂(以下简称外加剂)和活性矿物掺合料(以下简称掺合料),改善混凝土的施工、力学和耐久等性能,达到设计的预期使用效果,提高公路混凝土结构工程建造质量,保障其安全可靠、经济合理,制订本指南。 102适用范围 本指南适用于各等级公路新建、改建或修补的公路混凝土结构工程
8、中各种外加剂与掺合料的使用。 103 技术内容 本指南规定了以下外加剂与掺合料的种类、化学组成、性能指标、质量检验和工程应用等内容: 1 外加剂:普通减水剂、高效减水剂;引气剂、引气减水剂、引气高效减水剂、引气缓凝高效减水剂;缓凝剂、高温缓凝剂、缓凝减水剂、缓凝高效减水剂;早强剂、早强减水剂、早强高效减水剂;防冻剂;泵送剂;防水剂;速凝剂;阻锈剂;水中抗分离剂(絮凝剂)。 2 掺合料:粉煤灰;硅灰;磨细矿渣;膨胀剂。 104相关产品技术标准 公路工程中使用的混凝土外加剂与掺合料产品除应符合本指南的规定外,尚应符合下列国家或建材行业现行最新标准的规定: 混凝土外加剂分类、命名与定义(GB 807
9、5-2005); 混凝土外加剂(GB 80761997); 混凝土外加剂匀质性试验方法(GB/T 8077-2000); 混凝土泵送剂(JC 473-2001); 砂浆、混凝土防水剂(JC 474-1999); 水泥基渗透结晶型防水材料(GB l8445-2001); 混凝土防冻剂(JC 475-2004); 喷射混凝土用速凝剂(JC 477-2005); 高强高性能混凝土用矿物外加剂(GBT 18736-2002); 用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GBT 15962005); 硅酸盐建筑制品用粉煤灰(JCT 409-2001); 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉(GBT 18046-2000
10、); 混凝土膨胀剂(JC 476-2001); 混凝土外加剂中释放氨的限量(GB 18588-2001); 建筑材料放射性核素限量(GB 6566-2001); 硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥(GB 175-1999); 道路硅酸盐水泥(GB 13693-2005); 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥(GB 1344-1999); 砌筑水泥(GBT 3183-2003)等。 105相关技术规范 掺外加剂与掺合料混凝土的制作与应用,除应符合本指南外,尚应符合下列国家和相关行业现行最新(强制性)标准、规范、规程的规定。 混凝土外加剂应用技术规范(GB 50119-2003); 公路
11、水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003); 公路桥涵施工技术规范(JTJ 041-2004); 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程( JTG E30-2005); 混凝土泵送施工技术规程(JGJT 10-95); 锚杆喷射混凝土支护技术规程(GB 50086-2001); 喷射混凝土加固技术规程(CECS 161:2004); 钢筋阻锈剂使用技术规程(YBT 9231); 混凝土结构工程施工质量验收规范(GB 50204-2002); 混凝土结构设计规范(GB 50010-2002); 普通混凝土配合比设计规程(JGJ 55-2000); 混凝土质量控制标准(GB 50164-92
12、); 建筑工程冬季施工规程(JGJ 104-97); 地下防水工程质量验收规范(GB 50208-2002) 等。 说明 101 目的 混凝土外加剂和掺合料可改善新拌混凝土的和易性、调节凝结时间、改善可泵性、改变硬化混凝土强度发展速率、提高耐久性、增强抗裂性、保征结构动载特性等。但选择和使用不当也有可能带来施工固难或造成工程质量问题,为在公路水泥混凝土工程中正确选择外加剂与掺合料,并能达到预期效果,制订本指南。 我国公路水泥混凝土工程建设规模很大,发展迅速,水泥混凝土路面、钢筋混凝土桥梁、涵洞、隧道、挡土墙、排水沟管、防护工程、收费站、服务区、地下灌浆等工程使用的混凝土和水泥(砂)浆数量巨大,
13、并又其混凝土强度等级、耐久性和质量要求越来越高,所使用的施工工艺和设备越来越先进和复杂。例如,截止2004年底全国已经建成各级公路水泥混凝土路面25.7125万公里,当年建成水泥混凝土路面6.5万公里,公路工程中的混凝土年使用量超过20万立方米。随着公路工程对水泥混凝土材料的强度及混凝土工程结构的质量要求的逐步提高,混凝土中越来越多地使用“双掺技术”,即在混凝土中掺用化学外加剂与矿物掺合料来改善拌合物的工作性能,提高混凝土的物理力学性能和耐久性,保障工程质量,节约水泥,降低成本。“双掺技术”是国际公认制备高性能混凝土的必备手段,外加剂与掺合料已是高性能混凝土不可缺少的重要组成部分。 在国际上,
14、“外加剂”包括化学外加剂和矿物外加剂两类材料,在我国习惯上将其分为外加剂与掺合料两类。国际上用统计外加剂与掺合料在混凝土中的使用比例,来衡量一个国家混凝土技术水平的高低。发达国家中,有7590的混凝土都使用了外加剂,而在我国公路工程中估计不超过35。按现代高性能混凝土材料科学的观点,要求使用寿命3050年以上的混凝土结构工程,必须同时使用外加剂与掺合料。 一般而言,当要求混凝土抗压强度高于30MPa、弯拉强度高于5.0MPa时,不使用外加剂制作就相当困难。例如,滑模摊铺水泥混凝土路面施工不使用外加剂不可能达到弯拉强度大于等于5.6MPa。大跨度桥梁工程中的预应力梁、板、柱不使用外加剂就无法达到
15、混凝土所要求的较高强度等级、较轻质量和耐久性;桥梁工程中下部的大体积混凝土结构,不同时使用外加剂与掺合料,就无法实现对温度裂缝的有效控制,也无法达到所要求的工作性;特大型桥梁工程或钢管混凝土拱桥中使用的泵送混凝土,如果没有外加刑也无法实现泵送施工工艺;箱形、T形预应力梁板和涵管等制品的预制生产,也离不开外加剂。在我国三北地区的混凝土路面和桥涵工程,均要求具有抗冻性和抗盐冻性。如果没有引气剂和防冻剂等的使用,其抗冰冻和抗盐冻耐久性技术要求就无法满足。 目前,我国在质量要求较高的桥、隧、涵和路面工程结构混凝土中,外加剂与掺合料的应用已相当广泛。但是,由于在公路混凝土工程领域没有外加剂与掺合料的应用
16、技术指南,大多数工程技术人员对此比较陌生。由于外加剂使用不当而导致混凝土路面及桥涵结构的质量事故时有发生,造成了不应有的损失。有人将外加剂称为“害人剂”或“苏丹红”,这个问题具有全国普遍性。鉴于混凝土材料和结构质量是影响整个公路工程质量的最关键部分、外加剂与掺合料是最容易引发质量事故的重要技术环节,我国公路行业急需一个外加剂与掺合料的应用技术指南来进行指导和规范,防止并尽量杜绝因其应用不当带来的工程质量事故和经济损失。 我国现有外加剂与掺合料的标准和规范从对公路工程特殊适用性、齐全性、产品质量、现场检验、施工质量控制技术诸方面来看,远远不能适应公路建设和越来越高的质量控制需要,很有必要新编制一
17、部满足各等级公路混凝土结构工程特殊使用要求的应用技术指南。 103 技术内容 本指南着重编写了公路混凝土工程常用的10类19种外加剂和4种掺合料的应用技术内容。它参考并综合了建筑、水利、建材、冶金、电力等行业所编制的有关混凝土外加剂及掺合料的30余本最新标准、规范和规程的相关内客,并认真总结了我国公路行业多年来在水泥混凝土路面、钢筋混凝土桥梁、涵洞、隧道等混凝土结构工程使用的成功经验和教训。为全面控制掺入外加剂与掺合料的公路混凝土工程的质量提供了可靠的保征。在编制中,凡与国家和行业现行标准、规范、规程不同的内容均有研究、试验和工程施工验证作为基础。对我国公路工程施工中必须使用的,但尚无技术标准
18、规范的外加剂如阻绣剂、水中抗分离剂等,参照了国内其他行业规范和国外有关标准,并结合我国在工程中发现的问题和应用技术经验,进行编写。 通过对本指南的执行,将有效地提高我国公路混凝土工程特别是高等级公路混凝土结构工程的质量、施工工艺水平和混凝土结构的耐久性品质,推进我国公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料的应用,并使混凝土施工技术水平迈上新的台阶。 本指南编入的外加剂与掺合料种类,并未包括各种已有应用技术规范的、已知的或处在研究中的混凝土辅助材料的全部,如:外加剂中的超塑化剂、超缓凝剂、减缩剂、促凝剂、保水剂、减缩剂、增稠剂、保塑剂、消泡剂、防湿剂、着色剂、防霉剂、防菌剂、减阻剂、碱集料反应抑制剂、硫
19、酸盐反应抑制剂、掺合料中的天然沸石粉、高活性的磷、铝、镍、锂、稀土金属等尾矿粉及矿渣等内容。外加剂与掺合料是一个非常庞大的家族,几乎所有混凝土要求改进的特殊品质均有相应的辅助材料。 在选择编写进本指南的外加剂与掺合料种类时,遵循了下述原则: 在本指南的编制中贯彻高性能混凝土“双掺”技术的指导思想。 绝大多数混凝土辅助材料在满足其应用广泛性、技术成熟性和可靠性要求的前提下,对这些材料的性能指标和应用技术更加规范化,以防止出现使用不当造成工程质量和返工等事故。 对某些公路行业使用范围目前还不普及、积累的应用经验并不充分,但在特殊施工工艺条件下保障工程质量和耐久性又必不可少的材料,参照了国外或国内其
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